Simulación Unidad 1 tema 2

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I. S. C. y M. E. María de los Ángeles Gutiérrez García 
 INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE IRAPUATO 
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 S I M U L A C I Ó N 
INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN DE EVENTOS DISCRETOS 
 
DEFINICIONES Y APLI CACIONES 
 
Enfoque de sistemas. 
 El enfoque de sistemas establece que "el mundo y 
cualquiera de sus partes puede visualizarse como un 
conjunto de sistemas en interacción dinámica". Es un 
punto de vista, una forma de pensar, que en la 
confrontación de una situación problemática, busca 
no ser reduccionista. Es decir visualizar la situación 
desde un punto en donde se consideren todos los 
elementos que intervienen en un problema. 
 
Sistema. 
Por sistema; se entiende una colección de entidades relacionadas, cada una de las 
cuales se caracteriza por atributos o características que pueden estar relacionados entre 
sí. Los objetivos que se persiguen al estudiar uno o varios fenómenos en función de un 
sistema son aprender cómo cambian los estados, predecir el cambio y controlarlo. Todo 
sistema consta de tres características. Tienen fronteras, existe dentro de un medio 
ambiente y tiene subsistemas. El medio ambiente es el conjunto de circunstancias 
dentro de las cuales está una situación problemática, mientras que las fronteras 
distinguen las entidades dentro de un sistema de las entidades que constituyen su 
medio ambiente. Por lo tanto podemos definir a un sistema como: “una estructura 
dinámica de personas, objetos y procedimientos organizados para el propósito de 
lograr ciertas funciones". 
El conjunto de elementos que forman un sistema tiene las siguientes tres propiedades: 
 Las propiedades o el comportamiento de cada elemento del conjunto tienen un 
efecto en las propiedades o el comportamiento del conjunto como un todo. 
 Las propiedades y comportamiento de cada elemento y la forma en que se 
afectan al todo, dependen de las propiedades y comportamiento al menos de 
otro elemento en el conjunto. En consecuencia, no hay parte alguna que tenga 
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un efecto independiente en el todo y cada una está afectada al menos por alguna 
otra. 
 Cada subgrupo posible de elementos del conjunto tienen las dos primeras 
propiedades: cada uno tiene efecto no interdependiente en el total. En 
consecuencia no se puede descomponer el total en subconjuntos 
independientes. No se puede subdividir un sistema en subsistemas 
independientes. 
 
Entidad. 
Una entidad es algo que tiene realidad física u objetiva y distinción de ser o de carácter. 
Las entidades tienen ciertas propiedades que las distinguen a unas de otras. 
 
Relación. 
Relación es la manera en la cual dos o más entidades dependen entre sí. Relación es la 
unión que hay entre las propiedades de una o más entidades; por consiguiente, el 
cambio en alguna propiedad de una entidad ocasiona un cambio en una propiedad de 
otra entidad. 
 
Estructura. 
Una estructura es un conjunto de relaciones entre las entidades en la que cada entidad 
tiene una posición, en relación a las otras, dentro del sistema como un todo 
 
Estado. 
El estado de un sistema en un momento del tiempo, es el conjunto de propiedades 
relevantes que el sistema tiene en este momento. Cuando se habla del estado de un 
sistema, se entiendes los valores de los atributos de sus entidades. Analizar un sistema 
supone estudiar sus cambios de estado conforme transcurre el tiempo. 
 
Jerarquía De Sistemas. 
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 Subsistemas. Un subsistema es "Un elemento o componente funcional de un 
sistema mayor que tiene las condiciones de un sistema en sí mismo, pero que 
también tiene un papel en la operación de un sistema mayor” 
 Suprasistema. El suprasistema es un sistema mayor a cuya función global el 
sistema está contribuyendo y del cual forma parte. 
 Frontera. La frontera de un sistema representa el límite de acción en donde tiene 
autoridad la persona que toma decisiones en ese sistema. La frontera delimita lo 
que es y lo que no es el sistema. 
 Ambiente. El ambiente de un sistema es todo lo está situado fuera de su 
frontera. 
 Sistema parcial. Un sistema parcial es una visión del sistema en la cual parte de 
las relaciones, aquellas que no son relevantes al aspecto del sistema que se está 
estudiando, son eliminadas. 
 
Definición de sistema en Simulación 
Colección de entradas que pasan a través de las fases de cierto proceso, produciendo 
respuestas. Por ejemplo: 
 
 
 
 
MATERIA PRIMA
PRESUPUESTO
INFORMACIÓN
FACILIDADES
SISTEMA DE 
TRANSFORMACIÓN
(distribución y asignación)
PRODUCTO
TERMINADO
SISTEMA DE MANUFACTURA
ENTRADA PROCESO SALIDA EVALUACIÓN
1. EFICIENCIA
2. COSTOS DE TRANSFORMACIÓN
3.INVENTARIO EN PROCESO
4.TIEMPO DE PROCESO
5.PRODUCCIÓN/HORA
6.AREA OCUPADA
 
CLIENTES
SISTEMA DE SERVICIO:
SERVIDORES
DISCIPLINA DEL SERVICIO
ESPACIO DISPONIBLE
CLIENTE 
SATISFECHO
SISTEMA DE SERVICIO
ENTRADA PROCESO SALIDA EVALUACIÓN
1. COSTO DEL SISTEMA
2. TIEMPO EN LA COLA 
3.TIEMPO EN EL SISTEMA
4.LONGITUD DE COLA
5. OCUPACIÓN DE LOS SERVIDORES
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Definiciones de simulación. 
Simulación es una técnica numérica para conducir experimentos en una computadora 
digital. Estos experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemáticas y 
lógicas, las cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de 
sistemas complejos del mundo real a través de largos periodos de tiempo. (THOMAS H. 
NAYLOR) 
Simulación es el desarrollo de un modelo lógico matemático de un sistema, de tal 
forma que se tiene una imitación de la operación de un proceso de la vida real o de un 
sistema a través del tiempo. La simulación involucra la generación de una historia 
artificial de un sistema, la observación de esta historia mediante la manipulación 
experimental, nos ayuda a inferir las características operacionales de tal sistema. 
(JERRY BANKS) 
Simulación es una técnica numérica para realizar experimentos en una computadora 
digital. Estos experimentos involucran ciertos tipos de modelos matemáticos y lógicos 
que describen el comportamiento de sistemas de negocios, económicos, sociales, 
biológicos, físicos o químicos a través de largos periodos de tiempo. (H. MAISEL Y G. 
GNUGNOLI) 
Simulación es el proceso de diseñar y desarrollar un modelo de un sistema o proceso 
real y conducir experimentos con el propósito de entender el comportamiento del 
sistema o evaluar varias estrategias (dentro de límites impuestos por un criterio o 
conjunto de criterios) para la operación del sistema. (ROBERT. SHANNON) 
 
Modelo 
Un modelo es una representación de un objeto, sistema o idea, de forma diferente al de 
la entidad misma. El propósito de los modelos es ayudarnos a explicar, entender o 
mejorar un sistema. Un modelo de un objeto puede ser una réplica exacta de éste o una 
abstracción de las propiedades dominantes del objeto. 
Estructura de los modelos de simulación. 
 Los componentes son las partes constituyentes del sistema. También se les 
denomina elementos o subsistemas. 
 Las variables son aquellos valores que cambian dentro de la simulación y forman 
parte de funciones del modelo o de una función objetivo. 
 Los parámetros son cantidades a las cuales se les asignar valores, una vez 
establecidos los parámetros, son constantes y no varían dentro de la simulación. 
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 Las relaciones funcionales muestran el comportamiento de las variables y 
parámetros dentro de un componente o entre componentes de un sistema. 
Estas características operativas pueden ser de naturaleza determinística o 
estocástica. Las relaciones determinísticas son identidades o definiciones que 
relacionan ciertas variables o parámetros, donde una salida de proceso es 
singularmente determinada por una entrada dada. Las relaciones estocásticas 
son aquellas en las que el proceso tiene de manera característica una salida 
indefinida para una entrada determinada. 
 Las restricciones son limitaciones impuestas a los valores de las variables o la 
manera en la cual los recursos pueden asignarse o consumirse. 
 En las funciones de objetivos se definen explícitamente los objetivos del sistema 
y cómo se evaluarán, es una medida de la eficiencia del sistema. 
 
Tiempo de simulación. 
Es el valor del tiempo que el simulador puede avanzar a una velocidad superior a la 
habitual de un reloj común, evolucionando así el estado de un sistema de forma 
acelerada. 
 
Evento. 
Un evento es un suceso que hace cambiar las variables de estado del sistema. Durante 
el procesamiento de un evento el tiempo de simulación permanece fijo. Un evento 
pertenece a una entidad, o actor en el sistema, y normalmente solo cambiara atributos 
de esta, dejando invariante el resto del sistema. 
 
Actividad. 
Secuencia de eventos pertenecientes a una entidad que cierran un ciclo funcional. A 
diferencia de un evento, que se ejecuta a tiempo de simulación constante, una actividad 
se desarrolla dentro de un intervalo de tiempo de simulación no puntual. 
Simulación en tiempo acelerado. Se da cuando el avance del tiempo de simulación es 
mayor de un segundo por cada segundo de tiempo real. 
 
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Simulación en tiempo real. Se da cuando 
el avance del tiempo de simulación 
exactamente de un segundo por cada 
segundo de tiempo real. 
 
La simulación tiene numerosas 
aplicaciones por ejemplo (dadas por 
Hussey, 1972; Shannon, 1975): 
 Experimentación: Hay dos 
situaciones que requieren un modelo, 
cuando la experimentación directa sobre 
el sistema real es muy costosa o 
imposible; la otra es la del diseño de un 
nuevo sistema, así el modelo puede ir 
modificándose fácilmente hasta obtener 
el comportamiento deseado. 
 Predicción: El modelo se puede 
usar para predecir el comportamiento del 
objeto real bajo ciertos estímulos. Se 
puede hacer así una evaluación de 
diferentes estrategias de acción. 
 Enseñanza y “training”: así se 
puede utilizar para el adiestramiento de 
astronautas, en los juegos de negocios, 
etc. 
 
Aunque la simulación está ampliamente utilizada 
también presenta una serie de problemas. Por un 
lado, los modelos usados para estudiar sistemas de 
larga escala de tiempo suelen ser muy complicados 
y además necesitan utilizar muchos recursos de 
computación, aunque en la actualidad y gracias al 
desarrollo de paquetes software que ofrecen 
automáticamente muchas de las características 
necesarias para codificar los modelos y al 
abaratamiento del costo de computación, estos 
inconvenientes están disminuyendo. 
 
AREAS DE APLICACIÓN DE LA 
SIMULACIÓN 
Las áreas de aplicación de la simulación 
son diversas y muy numerosas. Debajo hay 
un listado de algunas clases de problemas 
para los que la simulación constituye una 
poderosa herramienta: 
Diseño y análisis en los sistemas de 
manufactura. 
Evaluación de los requerimientos 
hardware y software en un 
computador. 
Evaluación de nuevas armas o tácticas 
militares. 
Determinación de distintas políticas 
para sistemas de inventario. 
Diseños de sistemas de comunicación 
y protocolos de mensajes para ellos. 
Diseño y operación de sistemas de 
transporte tales como autopistas, 
aeropuertos, puertos, ferrocarriles, 
etc. 
Evaluación de diferentes diseños para 
organizaciones de servicios tales como 
hospitales, oficinas de correos, 
restaurantes de comida rápida, etc. 
Análisis financieros o sistemas 
económicos. 
Análisis medioambientales.